设计“拨叉CA6140车床”零件的机械加工艺规程(大批量产)

课程设计说明书题目：设计“拨叉CA6140车床”零件的机械加工艺规程(大批量生产)系：应用技术学院专业：班级：学号：学生姓名：导师姓名：周里群、杨毅完成日期：2011.06.28湖南工程学院机械制造工艺学课程设计任务书题目：设计“拨叉CA6140车床”零件的机械加工工艺规程（大批量生产）内容：1.零件图1张2.毛坯图1张3.机械加工工艺过程综合卡片1张4.机械加工工序卡片1份5.课程设计说明书1份姓名:班级:学号:指导教师:周里群、杨毅教研室主任:二○一一年六月目录一、零件的分析…………………………………………………11、零件的作用………………………………………………12、零件的工艺分析…………………………………………13、确定生产类型……………………………………………24、确定毛坯…………………………………………………2二、工艺规划设计……………………………………………31、选择定位基准……………………………………………32、制定工艺路线……………………………………………33、选择加工设备和工艺设备………………………………44、机械加工余量、工序尺寸及公差的确定…………………55、确定切削用量及基本工时………………………………66、辅助时间ft的计算…………………………………………157、其他时间的计算……………………………………………158、单件时间的计算……………………………………………16三、夹具设计………………………………………………171、问题的提出…………………………………………………172、夹具设计……………………………………………………173、定位误差分析………………………………………………18五、设计感言…………………………………………………20六、参考文献…………………………………………………211序言机械制造工艺学课程设计使我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的.这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练。因此,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力为今后参加祖国的建设打下一个良好的基础。由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指导。一，零件的分析（一）零件的作用题目所给的零件是CA6140车床的拨叉。它位于车床变速机构中，主要起换档，使主轴回转运动按照工作者的要求工作，获得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的φ22孔与操纵机构相连，其下方的φ55半孔则是用于与所控制齿轮所在的轴接触。通过上方的力拨动下方的齿轮变速。两件零件铸为一体，加工时分开。(二)零件的工艺分析零件的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，不适合磨削，为此以下是拨叉需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求：1.小头孔0.21022以及与此孔相通的8的锥孔、8M螺纹孔2.大头半圆孔4.00553.拨叉底面、小头孔端面、大头半圆孔端面，大头半圆孔两端面与小头孔中心线的垂直度误差为0.07mm，小头孔上端面与其中心线的垂直度误差2为0.05mm。由上面分析可知，可以粗加工拨叉底面，然后以此作为粗基准采用专用夹具进行加工，并且保证位置精度要求。再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度，并且此拨叉零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。(三)确定生产类型已知此拨叉零件的生产类型为大批量生产，所以初步确定工艺安排为：加工过程划分阶段；工序适当集中；加工设备以通用设备为主，大量采用专用工具。(四)确定毛坯零件材料为HT200。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，生产类型为大批生产，故选择铸件毛坯。查《机械制造工艺及设备设计指导手册》324页表15-5选用铸件尺寸公差：简图加工面代号基本尺寸加工余量等级加工余量说明D122mmG3.02孔降一级双侧加工D255mmG3.02孔降一级双侧加工T273mm5单侧加工T350mmG2.5单侧加工T473mm5单侧加工表13二、工艺规划设计(一)选择定位基准：基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行1粗基准的选择：对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。根据这个基准选择原则，现选取零件的底面为主要的定位粗基准，以两个小头孔外圆表面为辅助粗基准，限制三个自由度，加工φ40mm上端面，φ73mm两端面，φ55mm和φ22mm的孔。2精基准的选择：考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，以粗加工后的底面为主要的定位精基准，以两个小头孔外圆柱表面为辅助的定位精基准。(二)制定工艺路线根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。查《机械制造工艺及设备设计指导手册》346页表15-32、15-33、15-34，选择零件的加工方法及工艺路线方案如下：工序工序内容定位基准工序工序内容定位基准010粗，精铣两端小头孔上端面T1及小头孔外圆080钻2-Φ8锥销孔T1及小头孔020粗，精铣中间孔上端面T1及小头孔外圆090铰锥销孔T1及小头孔030粗，精铣中间孔下端面T1及小头孔外圆100钻M8螺纹孔T1及小头孔040扩两端小头孔T3及小头孔外圆110对M8螺纹孔攻丝T1及小头孔050铰两端小头孔T1及小头孔外圆120铣断T1、D1060扩中间孔T1及小头孔外圆130去毛刺070铰中间孔T1及小头孔外圆140检查4(三)选择加工设备和工艺设备1、机床的选择：工序010～030均为铣平面，可采用X51立式铣床。工序040～070采用Z35摇臂钻床。工序080～110采用Z525立式钻床。工序120采用铣断机床。2、选择夹具：该拨叉的生产纲领为大批生产，所以采用专用夹具。3、选择刀具：工序010-030，采用高速钢立铣刀工序040采用硬质合金扩孔钻工序050采用高速钢铰刀工序060采用硬质合金扩孔钻工序070采用高速钢铰刀工序080采用高速钢麻花钻工序090高速钢铰刀工序100采用高速钢麻花钻工序110采用高速钢机动丝锥工序120采用高速钢切断铣刀4、选择量具：两小头孔、中间孔均采用塞规。5、其他：对垂直度误差采用千分表进行检测，对角度尺寸利用专用夹具保证，其他尺寸采用通用量具即可。5(四)机械加工余量、工序尺寸及公差的确定1圆柱表面工序尺寸：前面根据资料已初步确定工件各面的总加工余量，现在确定各表面的各个加工工序的加工余量如下：加工表面加工内容加工余量精度等级工序尺寸表面粗糙度()Ram工序余量最小最大5513H（D2）铸件6CT9492.0扩孔5.75IT12φ54.756.32.06.25精铰孔0.25IT104.00553.20.050.250.21022扩孔5.84IT12Ø21.86.32.06.25精铰孔0.06IT70.210221.60.050.252平面工序尺寸：工序号工序内容加工余量基本尺寸经济精度工序尺寸偏差工序余量最小最大铸件2.5CT9010粗铣两端小头孔上端面250.51200.251.603.60精铣两端小头孔上端面0.5501100.160.351.16020粗铣中间孔上端面4261200.251.756.5精铣中间孔上端面121100.060.060.471.12030粗铣中间孔下端面4221200.251.756.5精铣中间孔下端面120100.060.060.471.126(5)确定切削用量及基本工时工序010以T1为基准，粗，精铣φ22孔上个端面。（1）加工条件工件材料：HT200,σb=0.16GPaHB=190~241,铸造。加工要求：粗，精铣φ22孔上端面。机床：X51立式铣床。刀具：W18Cr4V高速钢立铣刀。取刀具直径do=50mm，齿数z=6。（2）切削用量①粗铣φ22孔上端面选择背吃刀量ap=1.5mm，查《指导教程》表5-11，取直径d=50mm，齿数Z=6的高速钢立铣刀.取每齿进给量为zf=0.18mm/z。查表5-13得立铣刀铣平面的铣削速度为V＝49mm/min，由公式（5-1）n=1000v/πd得，n=312.10r/min。参照表4-15所列X51系列立式铣床的主轴转速n=300r/min,将n=300r/min代入求得V＝47.1m/min②精铣φ22孔上端面取pa=0.5mm。查《指导教程》表5-8，按表面粗糙度Ra2.5µm条件选取，该工序的每转进给量f=0.6mm/r。3）计算切削速度。由表5-13，按高速钢立铣刀铣平面的铣削速度，取zf=0.12mm/z,查表5-13，取V=54m/min。由公式n=1000v/πd得n=343.94r/min。参照表4-15所列，取X51型机床，取其转速为380r/min。代入求得V=nπd/1000=59.66m/min。（3）基本时间jt的计算。（1）工序1——粗铣两端小头孔上端面根据表5-43所给出的面铣刀（不对称铣）的公式：zMjflllt217求得，,160404mmlmmcdcdl2.172)250(5004.0505.0)3~1()(5.0001mml42,min/324300618.0mmnzfnffzMzsfllltzMj56.33min51.032442.1716221（2）工序1——精铣两端小头孔两端面根据表5-43所给出的面铣刀（不对称铣）的公式：zMjflllt21求得，,80402mml,2.171mmlmml42，min/2283806.0mmnffMzsfllltzMj63.26min44.022842.178021工序020以T1及小头孔外圆为基准，粗，精铣φ55中间孔上端面及周铣至φ73。（1）加工条件工件材料：HT200,σb=0.16GPaHB=190~241,铸造。加工要求：粗，精铣φ55上端面及周铣至φ73。机床：X51立式铣床。刀具：W18Cr4V高速钢立铣刀。取刀具直径do=50mm，齿数z=6。（2）．切削用量①粗铣φ55中间孔上端面及周铣至φ71。选择ap=4.0mm。查《指导教程》表5-11，取d=50mm,Z=6，取zf=0.25mm/Z,查表5-13，铣削速度为V-47m/min。由公式n=1000v/πd=299.36r/min。参照表4-15所列X51型立式铣床的主轴转速n=255r/min,将n=255r/min代入得，V=nπd/1000=40.04m/min。②精铣φ55中间孔上端面及周铣至φ73。8选择ap=1mm。由《指导教程》表5-13，取d=50mm,Z=6，取进给量zf=0.12mm/z取铣削速度V=54m/min，由公式n=1000v/πd=1000×54/πd=343.95r/min。查表4-15所列，X51型机床取其转速为300r/min，代入求得V=nπd/1000=47.1m/min。（3）基本时间jt的计算。工序2——粗铣中间孔上端面及周铣至φ71mmcdcdl2.172)250(5004.0505.0)3~1()(5.0001,,146732mml,min/5.3822556.025.0mmnffMzsfllltzMj76.25min43.05.38242.1714